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电磁感应是高中物理的重要内容,历年来高考不仅考查电磁感应过程中感应电流方向和大小的判定及计算,也常考查动力学观点和能量观点在电磁感应中的应用,同时还要求结合闭合电路的相关规律和基本方法完成解答。2017年教育部考试中心将高中物理(选修3- 5)纳入必考范围,其中唯一的一个二级考点是动量定理和动量守恒定律。2017年浙江卷第22题和2018年天津卷第12题均是将电磁感应和动量综合命制的试题,这使得电磁感应与动量的综合问题重新回归到高三复习备考的范畴中。将动量思想应用到电磁感应综合问题中,需要考生将动量观点与电、磁学情景综合起来分析,涉及丰富的物理观念和科学思维,能够鉴别考生对物理现象内在规律及相互关系的认知度,因此将电磁感应与动量两个物理核心知识点结合起来命题必将是未来高考考查的趋势。
一、动量定理在电磁感应中的应用
在电磁感应中,当闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流,从而使得运动导体受到安培力的作用时,安培力往往是变力,导致导体做变加速运动。此类变加速运动问题往往无法直接用动力学方法求解,而采用动量定理则可巧妙解决。
1.电磁感应与动量定理综合求时间。
例1 如图1所示,一倾角为θ的光滑斜面,中间宽度为l的区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B。一个边长为x的等边三角形金属线框,质量为m,电阻为R,从斜面上端某位置由静止释放,线框底边始终与斜面底端平行。设线框底边到达磁场MN边界时为工位置,线框顶点到达磁场MN边界时为Ⅱ位置,线框底边到达磁场PQ边界时为Ⅲ位置,线框顶点到达磁场PQ边界时为Ⅳ位置。已知线框在工位置和Ⅲ位置时的速度相同,且l
一、动量定理在电磁感应中的应用
在电磁感应中,当闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流,从而使得运动导体受到安培力的作用时,安培力往往是变力,导致导体做变加速运动。此类变加速运动问题往往无法直接用动力学方法求解,而采用动量定理则可巧妙解决。
1.电磁感应与动量定理综合求时间。
例1 如图1所示,一倾角为θ的光滑斜面,中间宽度为l的区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B。一个边长为x的等边三角形金属线框,质量为m,电阻为R,从斜面上端某位置由静止释放,线框底边始终与斜面底端平行。设线框底边到达磁场MN边界时为工位置,线框顶点到达磁场MN边界时为Ⅱ位置,线框底边到达磁场PQ边界时为Ⅲ位置,线框顶点到达磁场PQ边界时为Ⅳ位置。已知线框在工位置和Ⅲ位置时的速度相同,且l